Ето един въпрос, който трябва да размишлявате: Би ли чаша вода замръзване или кипене в космоса? От една страна, може да мислите, че пространството е много студено, много под точка на замръзване на водата. От друга страна, пространството е вакуум, така че бихте очаквали ниско налягане би причинила водата да заври в пари. Кое се случва първо? Каква е точка на кипене на водата във вакуум?
Ключови заведения: Водата би ли кипела или замръзвала в космоса?
- Водата веднага кипи в космоса или във всеки вакуум.
- Космосът няма температура, защото температурата е мярка за движението на молекулата. Температурата на чаша вода в космоса ще зависи от това дали е била или не на слънчева светлина, в контакт с друг предмет или свободно плаваща в тъмнината.
- След изпаряване на водата във вакуум, парата може да се кондензира в лед или може да остане газ.
- Друга течност, като кръв и урина, веднага кипва и се изпарява във вакуум.
Уриниране в Космоса
Както се оказва, отговорът на този въпрос е известен. Когато астронавтите уринират в космоса и освободят съдържанието, урината бързо кипи в пари, които веднага се десублимира или
кристализира директно от газовата в твърдата фаза в малки кристали на урината. Урината не е напълно вода, но бихте очаквали да се случи същия процес с чаша вода, както с отпадъците от астронавтите.Как работи
Космосът всъщност не е студен, защото температурата е мярка за движението на молекулите. Ако нямате материя, като във вакуум, нямате температура. Топлината, отдавана на чашата вода, ще зависи от това дали е била на слънчева светлина, в контакт с друга повърхност или навън в тъмнината. В дълбокото пространство температурата на обект би била около -460 ° F или 3K, което е изключително студено. От друга страна, полиран алуминий при пълна слънчева светлина е известно, че достига 850 ° F. Това е доста температурна разлика!
Няма значение обаче, когато налягането е почти вакуум. Помислете за водата на Земята. Водата кипи по-лесно на върха на планината, отколкото на морското равнище. Всъщност бихте могли да изпиете чаша вряла вода в някои планини и да не се изгорите! В лабораторията можете да накарате водата да заври при стайна температура, като просто приложите частичен вакуум към нея. Това бихте очаквали да се случи в космоса.
Вижте Водата ври при стайна температура
Въпреки че е непрактично да посещавате пространство, за да видите как водата кипва, можете да видите ефекта, без да напускате комфорта на вашия дом или класна стая. Всичко, от което се нуждаете, е спринцовка и вода. Можете да вземете спринцовка във всяка аптека (не е необходима игла) или много лаборатории също ги имат.
- Всмучете малко количество вода в спринцовката. Просто ви трябва достатъчно, за да го видите - не пълнете спринцовката докрай.
- Поставете пръста си над отвора на спринцовката, за да го запечатате. Ако се притеснявате да не нараните пръста си, можете да покриете отвора с парче пластмаса.
- Докато гледате водата, дръпнете обратно спринцовката възможно най-бързо. Видяхте ли, че водата кипи?
Точка на кипене на вода във вакуум
Дори пространството не е абсолютен вакуум, въпреки че е доста близо. Това диаграма показва точки на кипене (температури) на водата при различни нива на вакуум. Първата стойност е за морското равнище, а след това и за понижаващи се нива на налягане.
| Температура ° F | Температура ° C | Налягане (PSIA) |
| 212 | 100 | 14.696 |
| 122 | 50 | 1.788 |
| 32 | 0 | 0.088 |
| -60 | -51.11 | 0.00049 |
| -90 | -67.78 | 0.00005 |
Точка на кипене и картографиране
Ефектът на въздушното налягане върху кипенето е известен и се използва за измерване на котата. През 1774 г. Уилям Рой използва барометрично налягане, за да определи кота. Измерванията му бяха точни до един метър. В средата на 19 век изследователите са използвали точката на кипене на водата, за да преценят височината за картографиране.
Източници
- Берберан-Сантос, М. Н.; Бодунов, Е. Н.; Поляни, Л. (1997). „По барометричната формула.“ Американски журнал за физика. 65 (5): 404–412. DOI:10.1119/1.18555
- Хюит, Рейчъл. Карта на една нация - биография на изследването на ордените. ISBN 1-84708-098-7.